陳怡芬 yfchen@gapps.fg.tp.edu.tw 2017.06.10 運算思維導向課程設計實戰 陳怡芬 yfchen@gapps.fg.tp.edu.tw 2017.06.10

素養導向教材開發 學習是以素養培養為目標 不是侷限於某一主題或單元的知識或能力指標 教材設計亦當如此 強調 big ideas 才是內化素養的學習、思維能力的培養 國立臺灣師範大學 資訊教育研究所 吳正己教授

Understanding by Design 重視理解的課程設計  重要概念 (Big ideas)  主要問題 (Essential questions) 學科內容的「核心」概念 能有效連結學科內容的事實與技能  教學設計時不能只將知識內容照本宣科 而是要解構、綜合後再理解、建構 生活中經常面對與解決的重要問題 學習者藉由主要問題來掌握big idea並做出相關決策 切中學科知識主題與引起學習動機的問題 UbD是美國的教育專家Grant Wiggins與Jay McTighe於1998年所提出 利用Big ideas 引導學習者積極學習

課程發展重點 資訊科技之課程設計以運算思維為主軸，透過電腦科學相關知能的學習，培 養邏輯思考、系統化思考等運算思維，並藉由資訊科技之設計與實作，增進 運算思維的應用能力、問題解決能力、團隊合作以及創新思考。 國民中學教育階段著重於培養學生利用運算思維與資訊科技解決問題之能力 高級中等學校教育階段則逐步進行電腦科學探索，以了解運算思維之原理而能進一步整合應用。 國民中學教育階段授課時，建議應考量學生先備知識與學習起點行為，教師可彈性調整課程內容的 深度與廣度。以「資訊應用」為例，國民中學教育階段可強調軟體的整合應用，輔以實作的概念與 原則，解決問題或表達想法，而並非要求學生熟練各類應用軟體之操作技能。

專題名稱 微電影製作~我最靚 Design by 鄭瑞娟 2017

專題簡介 本專題引導學生思考資訊科技在微電影創作的過程，透過對示範影片中畫面的 解析及樣式辨識、流程設計等概念之認識。藉由學生分組自行創作獨具風格的 微電影作品。專題重點為解析問題及搜集資料、運用科技工具及軟體並與週遭 生活、社會議題結合為創作影片等素材之學習。活動中藉由各種觀賞影片的特 效辨識分析與影片的建構模式，讓學生藉由分工合作中問題之探討、資料搜集、 制作流程設計等歷程，學習處理任務之安排。

重要概念(Big idea) 資料搜集 樣式辨識 流程控制 演算法實作 合作共創

主要問題 (Essential questions) 學生能分解問題並從規則中找出模型 學生能以圖形模型記錄影片資料 學生能設計流程控制來完成影片的拍攝 學生能運用演算法完成微電影製作

總體學習目標 學生能經由影片編碼的體驗精確掌握科技符號與運算思維表 達。 學生能經由影片編碼的體驗精確掌握科技符號與運算思維表 達。 學生能透過影片拆解、尋找規則、與抽象化等運算思維進行 系統性思考，並發展有效解題方法。 學生能透過程序性規畫與科技工具來整合運算思維達到運用 資訊科技解決問題的能力。 學生能將作品上傳於網路平臺，進行傳播、分享與賞析，充 分利用資訊科技與他人合作並進行創作。

運算思維 問題拆解(Decomposition):解析影片製作流程 尋找規則(Pattern Recognition): 尋找影片中特效、章節的規則 抽象化(Abstraction):以畫面模組呈現議題的資料 演算法設計(Algorithm Design):運用編碼模組化完成微電影作品

學習表現 運算思維與問題解決：能具備運用運算工具之思維能力，藉以 分析問題、評估解題方法優劣，並進行有效的決策。 資t-IV-4 能應用運算思維解析問題。 資t-V-3 能應用運算思維評估解題方法的優劣。 資c-IV-3 能應用資訊科技與他人合作進行數位創作。 資c-V-3 能認識專案管理的概念。 資p-IV-1 能選用適當的資訊科技組織思維，並進行有效的表達。 資p-IV-2 能利用資訊科技與他人進行有效的互動。 資a-IV-1 能落實康健的數位使用習慣及態度。 資a-IV-2 能了解資訊科技的相關法律、倫理及社會議題，以保護自己與尊重他人。 資a-IV-4 能具備探索資訊科技之興趣。 學習表現 運算思維與問題解決：能具備運用運算工具之思維能力，藉以 分析問題、評估解題方法優劣，並進行有效的決策。 資訊科技與合作共創：能認識專案管理概念，並利用資訊科技 與他人合作並進行數位創作。 資訊科技與溝通表達：能利用資訊科技表達對社會議題想法並 與他人有效互動。 資訊科技的使用態度：能建立康健、合理與合法的資訊科技使 用態度與習慣，並培養樂於探索之態度。

學習表現 運算思維與問題解決：能具備運用運算工具之思維能力，藉以分析 問題、發展解題方法，並進行有效的決策。 運算思維與問題解決：能具備運用運算工具之思維能力，藉以分析 問題、發展解題方法，並進行有效的決策。 資訊科技與合作共創：能利用資訊科技與他人合作並進行創作。 資訊科技與溝通表達：能利用資訊科技表達想法並與他人溝通。 資訊科技的使用態度：能建立康健、合理與合法的資訊科技使用態 度與習慣，並樂於探索

學習內容 演算法：包含演算法的概念、原理、表示方法、設計應用及效 能分析。 演算法：包含演算法的概念、原理、表示方法、設計應用及效 能分析。 資料表示、處理及分析：包含數位資料的屬性、表示、轉換、 分析及應用。 資訊科技應用：包含各式常見資訊科技應用軟體與網路服務的 使用方法。 資訊科技與人類社會：包含資訊科技合理使用原則，以及資訊 倫理、法律及社會相關議題

學習內容(高中) 資A-V-2 重要演算法的概念與應用。 資A-V-3 演算效能的分析。 資D-V-2 資料探勘與機器學習的基本概念。 資T-V-1 數位合作共創的概念與工具使用。 資H-V-1 資訊科技的合理使用原則。 資H-V-3 資訊科技的重要社會議題。 資H-V-5 資訊科技領域性向之自我理解。

科技領域學習重點與 科技領域學習重點與核心素養呼應表參考示例 十二年國民基本教育課程綱要科技領域 （草案） - 國家教育研究院(2016.2)。 取自 http://www.naer.edu.tw/ezfiles/0/1000/att ach/92/pta_10229_131308_94274.pdf P.28-32

領綱核心素養 科S-U-A2 具備系統思考與分析探索的能力，並能運用科技工具與策略有效處理並解決人生各種問題。 科S-U-A3 具備統整科技資源進行規劃、執行、評鑑及反省的能力，並能以科技創新的態度與作為，因應 新的情境與問題。 科S-U-B2 理解科技與資訊的原理及發展趨勢，具備科技、資訊、媒體的整合運用能力，並能分析、思辨、 批判人與科技、社會、環境等之關係。 科S-U-B3 具備欣賞科技創作之美感，以啟發科技藝術的創作、傳播與分享。 科S-U-C2 具備利用科技以妥善組織工作團隊與溝通協調，以進行合作共創的能力。

教學對象 高中一年級學生

學習工具 | 參考資源1/2 學習工具 個人電腦、網路、影片編輯軟體、學習單、簡報、網路影片、評鑑指標

學習工具 | 參考資源2/2 電影「特效前和特效後」 http://www.fashionwaltz.com/?p=52952 http://tw.gigacircle.com/797524-1 DaVinci Resolve 免費中文影片製作軟體 http://www.playpcesor.com/2017/01/davinci- resolve.html 威力導演 https://tw.cyberlink.com/products/powerdirecto r-ultra/features_zh_TW.html 台灣創用cc計畫 http://creativecommons.tw/ 20 個免費下載創用 CC 授權音樂的網站彙整 https://free.com.tw/creative-common-music- download/ 認識創用cc http://www.tpps.kh.edu.tw/teachercourse/97/97 0220/cc.pdf 參考資源 玩轉極致視覺 - 電影特效製作過程大揭秘 http://inspiregate.windspeaker.co/post/3545-fun- ultimate-visual-film-special-effects-production- process-big-show-down-on1 電影特效的製作過程 https://www.youtube.com/watch?v=_4JGbb-gfyk 災難電影去除 CG 電腦特效，還剩下甚麼..？ https://www.youtube.com/watch?v=UcR0aJidCpI 特效製作教學影片 https://www.youtube.com/watch?v=Kk6BczQ3GbY 黑白彩色注目焦點特效製作-威力導演 https://www.youtube.com/watch?v=wjcUAIK1lEU 瞬间移动特效制作 https://www.youtube.com/watch?v=jTVizJ18B9g f

教學設計 本專題活動以四個主要步驟進行設計：首先，以視覺化樣式展示引發學習動機； 進而引導學生將分類作類別辨識；接著，透過主題探討、網路資源及分鏡表、 影像編碼等概念說明，帶領學生進入影片制作中流程設計->決策->實作->合作 共創的學習歷程。 活動以3-4人一組進行，共分六週。由學生觀摩各種短片，藉由學習單分析自 選影片的節奏及技巧、呈現的議題，再透過分組討論影片主題性，並以圖像符 號完成分鏡表，藉由分鏡表設計流程並決策解決方法的優劣，逐步引導學生思 考微電影創作過程之要件。

教學設計(大綱) 教學設計 教學活動 活動內容 視覺化樣式展示與操作 引發學生動機 擷取播放具有代表性的影片中特效 提問與討論 引導學生思考如何製作特效 影片特效的原理與發展 媒體呈現的真偽探討 抽象運算視覺化 影片格式的差異 引導學生思考影片輸出的歷程 影音編碼結構分析 學習單 專案概念說明 專案概念與說明 專案控制流程概念與說明 範例程式操作 影片創作 短片實作 合作共創實作 範例程式操作-個人先行搜集資料，編輯一短片並作編碼輸出 藉由合作共創-分工共創微電影(內容含校園、學習、社會議題等) 觀摩與討論 展示學生作品 觀摩與學習

Reference 玩轉極致視覺 - 電影特效製作過程大揭秘 http://inspiregate.windspeaker.co/post/3545-fun- ultimate-visual-film-special-effects-production- process-big-show-down-on1 電影特效的製作過程 https://www.youtube.com/watch?v=_4JGbb-gfyk 災難電影去除 CG 電腦特效，還剩下甚麼..？ https://www.youtube.com/watch?v=UcR0aJidCp I 特效製作教學影片 https://www.youtube.com/watch?v=Kk6BczQ3G bY 黑白彩色注目焦點特效製作-威力導演 https://www.youtube.com/watch?v=wjcUAIK1l EU 瞬间移动特效制作 https://www.youtube.com/watch?v=jTVizJ18B9g f

Reference Barr, V., & Stephenson, C. (2011). Bringing computational thinking to K-12: What is involved and what is the role of the computer science education community? ACM Inroads, 2, 48–54. Retrieve from http://www.amanyadav.org/CEP991A/wp- content/uploads/2014/08/Barr_Stephenson_2011.pdf Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35. Retrieve from https://www.cs.cmu.edu/~15110- s13/Wing06-ct.pdf 林育慈、吳正己（2016）。運算思維與中小學資訊科技課程。國家教育研究院教育脈動電子期刊，201608(6)。取自 http://pulse.naer.edu.tw/Home/Content/02287aac-dc26-4ad4-b87e-2881e942dc16 賴和隆（2016）。應用運算思維於高中資訊教學設計之分享。國家教育研究院教育脈動電子期刊，201606(6)，195-206 。取自 http://pulse.naer.edu.tw/Home/Content/6fe1eedf-10a1-4e1e-890e-dbbec8ce0647 國高中資訊科學探索課程學習活動（2012）。取自http://csexp.csie.ntnu.edu.tw/（資訊科學探索網） 十二年國民基本教育課程綱要總綱(教育部發布版)(2014.11.28)。取自http://www.naer.edu.tw/files/15-1000-7944,c639-1.php?Lang=zh-tw 十二年國民基本教育課程綱要科技領域（草案） - 國家教育研究院(2016.2)。取自 http://www.naer.edu.tw/ezfiles/0/1000/attach/92/pta_10229_131308_94274.pdf